Методы, алгоритмы и устройства коррекции аддитивных и синхронизационных ошибок во внешних запоминающих устройствах ЭВМ

Методы, алгоритмы и устройства коррекции аддитивных и синхронизационных ошибок во внешних запоминающих устройствах ЭВМ

Автор: Егоров, Сергей Иванович

Шифр специальности: 05.13.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Курск

Количество страниц: 368 с. ил.

Артикул: 4749628

Автор: Егоров, Сергей Иванович

Стоимость: 250 руб.

Методы, алгоритмы и устройства коррекции аддитивных и синхронизационных ошибок во внешних запоминающих устройствах ЭВМ  Методы, алгоритмы и устройства коррекции аддитивных и синхронизационных ошибок во внешних запоминающих устройствах ЭВМ 

СОДЕРЖАНИЕ
УКАЗАТЕЛЬ СОКРАЩЕНИЙ И ПРИНЯТЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ КОРРЕКЦИИ ОШИБОК В ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛАХ ВНЕШНИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЭВМ
1.1. Классификация ошибок в информационных каналах внешних запоминающих устройств ЭВМ
1.2. Характеристики ошибок во внешних запоминающих устройствах ЭВМ.
1.3. Методы защиты от ошибок в информационных каналах внешних запоминающих устройств ЭВМ
1.4. Применение кодов Рида Соломона для коррекции ошибок
1.5. Методы защиты от ошибок синхронизации в информационных каналах внешних запоминающих устройств ЭВМ
1.6. Аппаратные средства защиты от ошибок информационных каналов внешних запоминающих устройств ЭВМ
1.7. Выводы.
2. СИНДРОМНОЕ ДЕКОДИРОВАНИЕ КОДОВ РИДАСОЛОМОНА ЗА ГРАНИЦЕЙ ПОЛОВИНЫ МИНИМАЛЬНОГО КОДОВОГО РАССТОЯНИЯ.
2.1. Классическая процедура синдромного алгебраического декодирования кодов РидаСоломона.
2.1.1. Математическое обоснование процедуры декодирования
2.1.2. Критерии сложности для оценки процедуры декодирования
2.1.3. Основные этапы выполнения процедуры декодирования.
2.1.4. Оценки сложности процедуры декодирования
2.2. Исправление дополнительного ошибочного символа в кодах РидаСоломона за границей половины минимального кодового расстояния.
2.2.1. Процедура исправления с1 ошибочных символов.
2.2.2. Метод поиска неизвестных невязок аналитического продолжения алгоритма БерлекэмпаМесси на две итерации.
2.2.3. Алгоритм исправления с1 ошибочных символов
2.2.4. Структурнофункциональная организация декодера, исправляющего с1 ошибочных символов
2.2.5. Выигрыш от исправления с1 ошибочных символов.
2.2.6. Использование мягких решений.
2.3. Списочное декодирование кодов РидаСоломона с величиной радиуса вплоть до пк
2.3.1. Метод определения позиций ошибочных символов в коде РидаСоломона за границей половины минимального кодового расстояния
2.3.2. Алгоритм списочного декодирования кодов РидаСоломона с
величиной радиуса вплоть до пк
2.3.3. Корректирующие возможности кода РидаСоломона, реализуемые алгоритмом.
2.4. Выводы
3. ДЕКОДИРОВАНИЕ КОДОВ РИДАСОЛОМОНА НА ОСНОВЕ
НЕПОЛНОГО ВЫЛАВЛИВАНИЯ ОШИБОК.
3.1. Классическая техника вылавливания ошибок для декодирования циклических кодов.
3.2. Теоретическое обоснование техники неполного вылавливания ошибок
для декодирования кодов РидаСоломоиа.
3.3. Пошаговое декодирование кодов РидаСоломона на основе неполного вылавливания ошибок.
3.3.1. Основы пошагового декодирования кодов РидаСоломона
3.3.2. Метод и алгоритмы пошагового исправления ошибок в кодах РидаСоломона с использованием техники неполного вылавливания ошибок.
3.3.3. Функциональная организация пошаговых декодеров кодов РидаСоломона, использующих неполное вылавливание ошибок
3.4. Пошаговое декодирование выколотых кодов РидаСоломона.
3.4.1. Особенности применения выколотых кодов РидаСоломона в оптических накопителях информации
3.4.2. Вычисление синдромов для выколотых кодов РидаСоломона
3.4.3. Пошаговое декодирование с исключением выколотых символов
3.4.4. Пошаговое декодирование с восстановлением выколотых символов
3.4.5. Структурнофункциональная организация комбинированного
ВЗЛО пошагового декодера выколотых кодов РидаСоломона
3.5. Выводы.
4. КОРРЕКЦИЯ ВСТАВОКВЫПАДЕНИЙ СИМВОЛОВ В БЛОКАХ
ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
4.1. Метод коррекции вставоквыпадений символов путем двусторонней оценки локаторов групп символов данных.
4.2. Мажоритарный метод определения фаз грамм
4.3. Определение фаз грамм путем декодирования Мкодов вылавливанием ошибок
4.4. Выигрыш от использования разработанного метода коррекции вставок выпадений символов
4.5. Устройства коррекции вставоквыпадений символов
4.6. Выводы.
5. ПОСТРОЕНИЕ УСТРОЙСТВ КОРРЕКЦИИ ОШИБОК ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ ВНЕШНИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЭВМ
5.1. Структурнофункциональная организация устройств коррекции ошибок информационных каналов ВЗУ ЭВМ
5.2. Синтез устройств кодирования и вычисления синдромов.
5.3. Синтез устройств помехоустойчивой групповой синхронизации
5.4. Разработка У КО контроллера подсистемы оптической памяти ОМЗУ
5.5. Разработка У КО адаптера вещательной системы распространения
компьютерной информации АСРКИ
5.6. Перспективы дальнейшего повышения эффективности коррекции ошибок в ВЗУ ЭВМ
5.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Разработка декодера кодов РидаСоломона, исправляющего ошибки за границей половины минимального кодового расстояния с использованием мягких решений.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Решение систем полиномиальных уравнений
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Описание работы пошагового декодера кодов Рида
Соломона с блокировкой ложной коррекции ПД2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Описание работы УКВС1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Описание работы УКВС2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Алгоритмы установления блочной синхронизации
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Описание кодера перспективных 1ЛЭРСкодов
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Документы о внедрении результатов работы.
УКАЗАТЕЛЬ СОКРАЩЕНИЙ И ПРИНЯТЫХ УСЛОВНЫХ
ОБОЗНАЧЕНИЙ
АСРКИ автоматизированная система распространения
компьютерной информации ВЗЛО вычислитель значений локаторов и ошибок
ВЗУ внешнее запоминающее устройство
КЛС комбинационная логическая схема
КС кодовое слово
ОЗУ оперативное запоминающее устройство
ОКС обобщенное кодовое слово
ОМЗУ оптикомеханическое запоминающее устройство
ОН оптический накопитель
ПБ процессорный блок
ПД пошаговый декодер
ПЗУ постоянное запоминающее устройство
ПЭВМ персональная ЭВМ
РСкод код РидаСоломона
РСБКРкод код РидаСоломона с большим кодовым расстоянием
РСПБдекодер Декодер кодов РидаСоломона, построенный на
использовании процессорного блока СБИС сверхбольшая интегральная схема
СФС схема формирования синдромов
У ГС устройство групповой синхронизации
УКВС устройство кодирования и вычисления синдромов
УКО устройство коррекции ошибок
УКОС устройство коррекции ошибок синхронизации
УОНБД устройство обнаружения начала блока данных
УТС устройство тактовой синхронизации
ФАГТЧ фазовая автоподстройка частоты
i i
I i
i
V ii Vi i
i
число символов в кодовом слове
к число информационных символов в кодовом слове
минимальное кодовое расстояние
максимальное число ошибок, гарантированно
исправляющихся в кодовом слове Рво вероятность ошибки на бит
Уб среднее количество принятой пользователем безошибочной
информации в битах, приходящейся на один сбойный блок
у, удельная пропускная способность устройства по
отношению к числу составляющих его вентилей у2 удельная пропускная способность устройства по
отношению к объему его памяти
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Относительно высокий уровень ошибок в информационных трактах ОН требует применения специальных средств для повышения достоверности считанной информации, реализуемых устройствами коррекции ошибок УКО. Методы защиты от ошибок предназначены для повышения достоверности воспроизводимой информации в каналах с ошибками. В качестве меры достоверности информации используют вероятность ошибок в бите, символе, слове и блоке секторе, кадре. Эти вероятности можно использовать для характеристики достоверности данных в различных сечениях информационных каналов компьютерных систем ,. У КО. Кроме этого в диссертации для оценки достоверности данных используют параметры i i и I i. Л б Рнбс Рнусс РНОШБВУ БС, 1. РвуСс вероятность верного установления блочной синхронизации на практике Рн 1, РНОШБВУБС вероятность наличия неисправимых ошибок в блоке данных при условии верного установления блочной синхронизации. Рсб Рпбс РНОШБ, 1. РсбтахРн6с, РНОШБ . М , 1. V1 количество информации в битах пользователя в блоке. Для
рассматриваемых компьютерных систем должна быть не менее . РбсМйгЮ. Рис. Ошибки в данных, считанных с оптического носителя информации, можно разделить на постоянно возникающие при считывании одного и того же участка записи и случайные. Устранение случайных ошибок возможно с помощью повторного чтения записи. Постоянные ошибки, вызванные дефектами диска, можно обходить в процессе записи. Для обходов дефектов при записи используют технику прямое чтение после записи с помощью отраженного или второго луча или контрольное считывание данных со второго оборота носителя. При выявлении неисправимых ошибок в записи всю запись или часть ее перезаписывают на новое место. Варианты реализации обходов дефектов подробно описаны в . Ошибки, вызванные дефектами носителя, возникшими после записи данных, могут быть исправлены только с помощью дублирования информации или корректирующих кодов. Основным методом защиты от ошибок информации, хранимой в оптической памяти, является коррекция ошибок с использованием помехоустойчивых кодов. Другие методы защиты служат в первую очередь для устранения некорректируемых ошибок в данных. Этим требованиям лучше всего удовлетворяют коды РидаСоломона РСкоды, которые стали стандартом для применения в мощных УКО. Хорошее обоснование применения РСкодов в оптической памяти приведено в . Приведем краткую характеристику РСкодов ,. РСкоды входят в класс линейных циклических кодов. РСкоды являются подмножеством кодов Боуза Чоудхури Хоквингема БЧХ над полем Галуа ОГд, длина которых п равна . При этом иоле символов кода совпадает с полем локаторов ошибок. В диссертации рассматриваются только РСкоды, определенные над конечным полем характеристики 2, для которого число элементов в поле 2. ОР Ь целочисленная константа. Размерность РСкода количество информационных символов равна Сх 1. Избыточность кода псп. В другой записи кодовое расстояние 1. МДРкод имеет максимально возможное расстояние между кодовыми словами для заданных п и к, и кодовые слова могут быть разделены на информационные и проверочные символы. Для повышения эффективности исправления пакетов ошибок целесообразно применять перемежение символов нескольких кодовых слов. Это особенно важно для исправления протяженных пакетов ошибок, вызванных сбоем тактовой синхронизации. Параметр X определяет глубину перемежения, указывая число перемеженных кодовых слов при Х1 перемежение отсутствует. Блок перемеженных кодовых слов РСкода образует простую кодовую конструкцию, которая обладает следующим полезным свойством все контрольные символы расположены в конце блока. Такая кодовая конструкция широко применяется для кодирования секторов данных в оптических накопителях ,,. Эффективность применения корректирующего кода в режиме исправления ошибок можно оценить с помощью вероятности Рнош неисправимых ошибок в кодовом слове. При использовании классических алгебраических алгоритмов декодирования РСкодов, исправляющих ошибки в сфере радиуса Рнош будет равняться вероятности приема кодового слова с более чем с ошибками. На рисунке 1. Ртш от при использовании РСкодов с различными к в симметричном канале без памяти СКБП с РСо3. Рощ Ргр , где РгР т к Л. Из рис. Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.227, запросов: 244